EP0860633A1 - Verfahren zur Regelung einer Wandlerkupplung bei einem Anfahrvorgang - Google Patents

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EP0860633A1 EP98102319A EP98102319A EP0860633A1 EP 0860633 A1 EP0860633 A1 EP 0860633A1 EP 98102319 A EP98102319 A EP 98102319A EP 98102319 A EP98102319 A EP 98102319A EP 0860633 A1 EP0860633 A1 EP 0860633A1
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Abstract

Ein Verfahren zur Regelung einer Wandlerkupplung, insbesondere einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung (GWK), eines Automatgetriebes bei einem Anfahrvorgang eines Fahrzeuges mittels eines elektronischen Getriebesteuergerätes (EGS) mit Berechnungseinheit und eines elektrischen Druckstellers (EDS) weist folgende Verfahrensschritte auf: Wenn in einer ersten Unterscheidungsfunktion (S1) festgestellt wird, daß ein Anfahrgang geschaltet ist und eine zusätzliche vordefinierte Startbedingung erfüllt ist, wird eine Verarbeitungsfunktion (S3) zur Schlupfbeeinflussung beim Anfahren gestartet. Zur Schlupfbeeinflussung werden eigene Regelparameter und ein eigenes Sollschlupf-Kennfeld, welches die Abhängigkeit zwischen Sollschlupf (dn_soll), Turbinendrehzahl (n_T) und Motor-Drehmoment (T_Mot) bestimmt, verwendet. Die Verarbeitungsfunktion (S3) wird solange abgearbeitet, bis in einer Unterscheidungsfunktion (S4) festgestellt wird, daß ein vorgebbares Abbruchkriterium erfüllt ist, oder in einer nachgeordneten Unterscheidungsfunktion (S6) festgestellt wird, daß ein vorgebbares Endekriterium erfüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Wandlerkupplung, insbesondere einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung (GWK), eines Automatgetriebes bei einem Anfahrvorgang eines Fahrzeuges mittels eines elektronischen Getriebesteuergerätes (EGS) mit Berechnungseinheit und eines elektrischen Druckstellers (EDS).
Aus der Praxis sind für Kraftfahrzeuge mit Automatgetrieben Wandlerüberbrückungskupplungen bekannt, die im geöffneten oder aktivierten Zustand betrieben werden können. Der aktivierte Zustand umfaßt hierbei den geregeltschlupfenden und geschlossenen Zustand.
Eine derartige Wandlerüberbrückungskupplung ist beispielsweise in der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 96 (1994) 11 beschrieben. Wichtigste Eingangsgrößen für den Regler dieser bekannten Wandlerüberbrückungskupplung sind Motordrehzahl und die Turbinendrehzahl. Durch Subtraktion dieser beiden Eingangsgrößen wird ein Wandlerschlupf als Regelgröße berechnet. Die Führungsgröße WK-Sollschlupf ist in einem Kennfeld in einem elektronischen Getriebesteuergerät (EGS) abgelegt.
Als Stellglied für die Druckansteuerung dieser Wandlerüberbrückungskupplung dient ein elektrischer Drucksteller (EDS), der vom elektronischen Getriebesteuergerät (EGS) über eine stromgeregelte Endstufe angesteuert wird. Der EDS wandelt den vorgegebenen Steuerstrom entsprechend seiner Kennlinien in einen proportionalen Hydraulikdruck um. Durch diesen EDS-Druck werden z. B. bei einem 2-Leitungswandler mit zwei Steuerventilen sowohl der Wandlerdruck, der auf der Rückseite des Wandlerkupplungskolbens wirkt, als auch der Wandlerkupplungsdruck, der den Wandlerkupplungskolben schließt, gesteuert.
Die Wandlerüberbrückungskupplung wird als
Figure 00020001
offen" bzw. deaktiviert" bezeichnet, wenn kein Moment über die Wandlerüberbrückungskupplung übertragen wird. Dagegen wird im aktivierten" Zustand der Kolben der Wandlerüberbrückungskupplung mit Druck beaufschlagt, wobei über die resultierende Kolbenkraft eine oder mehrere Reiblamelle(n) angepreßt und ein entsprechendes Übertragungsmoment erzeugt wird.
Neben den üblichen Steuerungsfunktionen weist diese Wandlerüberbrückungskupplung verschiedene Sonderfunktionen auf, um das Verhalten zu optimieren.
So ist ein Verfahren bekannt, gemäß dem die Wandlerüberbrückungskupplung unterhalb einer Grenztemperatur immer geöffnet ist und bei dem während des Warmlaufs der Sollschlupf im Vergleich zum Normalbetrieb angehoben wird.
Durch ein anderes Steuerungsverfahren wird der Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung bei sehr hohen Getriebetemperaturen unterbunden, um die Reibflächen vor Überhitzung zu schützen.
Des weiteren ist ein Verfahren zur Schnellfüllung bekannt, bei dem der Kolben der Wandlerüberbrückungskupplung beim Übergang vom offenen in den geregelten Zustand schnell in die Regelposition gefahren wird.
Durch ein weiteres Schaltverfahren bleibt der Betrieb der Wandlerüberbrückungskupplung auch während einer Schaltung erhalten, um ein Hochdrehen des Motors zu vermeiden, wobei der Sollschlupf während einer Schaltung angehoben wird.
Dennoch bleibt die Regelung der Wandlerüberbrückungskupplung bei bestimmten Fahrsituationen problematisch.
Eine derartige Fahrsituation stellt der Anfahrvorgang eines Fahrzeuges mit einem Automatikgetriebe dar, bei dem ein weicher" hydrodynamischer Wandler eingesetzt wird.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten geregelten Wandlerkupplungen ist es erst ab einer Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 20 km/h möglich, mit einer Wandlerüberbrückungskupplung im geregelten Zustand zu fahren. Bei Langsamfahrt bzw. einem Anfahrvorgang im Bereich zwischen 0 km/h bis annähernd 20 km/h muß dagegen die Wandlerüberbrückungskupplung deaktiviert bzw. offen sein.
Beim Anfahren mit offener Wandlerkupplung und der bisher bekannten, anschließenden WK-Aktivierung tritt nachteilhafterweise eine Überhöhung der Motordrehzahl auf, welche von den Fahrzeuginsassen als störend empfunden wird, wenn von einem Fahrzeugführer nicht ausdrücklich ein sportliches" Anfahren mit entsprechendem Hochtouren des Motors gewünscht wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereit zu stellen, mit der eine geregelte Wandlerkupplung im gesamten Fahrbereich, insbesondere bei einem Anfahrvorgang ab 0 km/h, im aktivierten bzw. geregelten Zustand betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Verfahrensschritte gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß eine geregelte Wandlerkupplung im gesamten Fahrbereich von 0 km/h bis zur Höchstgeschwindigkeit eines Fahrzeuges bei normalen Fahrbedingungen in aktiviertem Zustand betrieben werden kann, insbesondere auch im Anfahrbereich, welcher bisher nur über den hydrodynamischen Wandler bei offener Wandlerkupplung zu durchfahren war.
Indem für die Schlupfbeeinflussung beim Anfahren eigene Regelparameter und ein eigenes Sollschlupf-Kennfeld verwendet werden, welches nunmehr von der Turbinendrehzahl n_T und dem Motor-Drehmoment T_Mot abhängig ist, wird vorteilhafterweise bei einem üblichen Anfahrvorgang, d. h. bei einem mittleren Drosselklappenwinkel-Bereich, ein übermäßiges Auftouren des Motors beim Anfahren mit weichem Wandler, der sogenannte Gummiband-Effekt", verhindert.
Mit den eigenen Regelparametern für den Anfahrbereich kann vorteilhafterweise ein hoher Wandler-Sollschlupf eingestellt werden, durch den der Motor unmittelbar beim Anfahren gedrückt" wird.
Des weiteren bietet die Erfindung den Vorteil, daß durch die Vorgabe von bestimmten Startkriterien der Anfahrvorgang auch ohne geregelte Wandlerkupplung bzw. in einem offenen GWK-Zustand durchgeführt werden kann, wenn z. B. vom Fahrzeugführer ein Hochtouren des Motors beim Anfahren beabsichtigt wird.
Damit deckt die Schlupfbeeinflussung beim Anfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das Anfahrverhalten eines durchschnittlichen Fahrer ab, während für ein extrem sportliches Anfahren die geregelte Wandlerkupplung in einen geöffneten Zustand geschaltet werden kann.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden, auf die prinzipmäßige Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung der Erfindung.
Die einzige Figur zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zur Regelung einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung (GWK) eines Automatgetriebes bei einem Anfahrvorgang eines Fahrzeuges.
Bezug nehmend auf die Figur ist ein Verfahrensablaufplan für ein Unterprogramm zur Anfahrregelung eines Fahrzeuges mittels einer geregelten Wandlerkupplung (GWK) bei einem Automatgetriebes eines Fahrzeuges dargestellt. Mit diesem Verfahren soll das Standard-Anfahren mit aktivierter Wandlerüberbrückungskupplung abgedeckt werden.
Die Abarbeitung dieses Unterprogramms kann durch höher priorisierte Tasks jederzeit unterbrochen werden. Sie wird dann an gleicher Stelle fortgesetzt.
Zu Beginn wird in einer ersten Unterscheidungsfunktion S1 geprüft, ob ein Anfahrgang, z. B. der erste Gang, geschaltet ist und eine zusätzliche, vordefinierte Startbedingung erfüllt ist.
Die Startbedingung, welche zusätzlich zur Schaltung des Anfahrganges erfüllt sein muß, wird in der Unterscheidungsfunktion S1 beispielsweise als erfüllt erkannt, wenn die Bremse nicht aktiviert ist.
Als weiteres Startkriterium kann ein Drosselklappenwinkel Dki gewählt werden, welcher größer als ein minimaler Drosselklappenwinkel Dki_min und kleiner als ein maximaler Drosselklappenwinkel Dki_max sein muß. Wenn ein bestimmter Drosselklappenwinkel-Bereich als Startkriterium gewählt wird, kann die Anwendung des Verfahrens zur Anfahrregelung auf einen bestimmten Fahrertyp, in der Regel einem Durchschnittsfahrer, begrenzt werden, so daß sportliche Fahrer mit deaktivierter Wandlerkupplung anfahren können.
Eine weitere vorgebbare Startbedingung stellt ein Grenzwert GW_1 einer Motordrehzahl n_Mot dar. Ebenso ist als Startbedingung ein Drosselklappenwinkel-Gradient Dki-gradient vorgebbar, welcher kleiner als ein Grenzwert GW_2 sein muß.
Als Alternative kann die Startbedingung auch in Abhängigkeit von der Öltemperatur ϑ_Öl vordefiniert werden, wobei zur Aktivierung der geregelten Wandlerüberbrückungskupplung neben der Schaltung des Anfahrganges der Wert der Öltemperatur ϑ_Öl größer als ein minimaler Grenzwert GW_3 und/oder kleiner als ein maximaler Grenzwert GW_4 sein muß. Als Startkriterium ist des weiteren die Feststellung einer Höhenerkennung, (X [m] über NN) vorgebbar.
Des weiteren ist als zusätzliche Startbedingung für die Unterscheidungsfunktion S1 vordefinierbar, daß eine Sperrzeit T_sperr_1 seit einer letzten Aktivierung einer Sollschlupfbeeinflussung beim Anfahren abgelaufen ist und/oder eine Sperrzeit T_sperr_2 seit einem letzten Überschreiten eines Grenzwertes GW_5 für eine zulässige Verlustenergiemenge E_Verlust abgelaufen ist.
Wenn in der ersten Unterscheidungsfunktion S1 festgestellt wird, daß kein Anfahrgang geschaltet ist oder eine zusätzliche, vordefinierte Startbedingung, wie sie oben beschrieben wurden, nicht erfüllt ist, wird von der Unterscheidungsfunktion S1 eine Verarbeitungsfunktion S2 zur Rückkehr in ein Hauptprogramm aktiviert.
Liefert die Unterscheidungsfunktion S1 das Ergebnis, daß der Anfahrgang geschaltet ist und die vordefinierte Startbedingung bzw. wenigstens eine von mehreren vordefinierten Startbedingungen erfüllt ist, wird von der Unterscheidungsfunktion S1 eine Verarbeitungsfunktion S3 zur Sollschlupfbeeinflussung beim Anfahren gestartet.
Bei der Sollschlupfbeeinflussung während eines Anfahrvorganges werden ein vergleichsweise hoher Sollschlupf dn_soll aus einem eigenen Sollschlupf-Kennfeld für den Anfahrvorgang sowie eigene Regelparameter verwendet. Der Sollschlupf dn_soll wird hierfür über ein Kennfeld als Funktion von Turbinendrehzahl n_T und Motordrehmoment T_Mot vorgegeben. Alternativ hierzu kann der Sollschlupf dn_soll für den Anfahrvorgang auch in einem Kennfeld, welches die Abhängigkeit zwischen Sollschlupf dn_soll, Turbinendrehzahl n_T und Drosselklappenwinkel Dki bestimmt, abgelegt sein.
Die Verarbeitungsfunktion S3 zur Sollschlupfbeeinflussung beim Anfahren wird solange abgearbeitet, bis die Funktion als abgebrochen oder beendet erkannt wird.
Hierzu wird in einer nachgeordneten Unterscheidungsfunktion S4 geprüft, ob ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist. Die Sollschlupfbeeinflussung beim Anfahren wird z. B. abgebrochen, wenn eine während der aktivierten Funktion aufgetretene Verlustenergiemenge E_Verlust größer als ein vorgegebener Grenzwert GW_6 ist oder ein Wert der Öltemperatur ϑ_Öl größer als ein maximaler Grenzwert GW_7 zuzüglich eines Hysteresewertes ist. Alternativ hierzu kann vorgegeben werden, daß die Verarbeitungsfunktion S3 zur Sollschlupfbeeinflussung beim Anfahren abgebrochen wird, wenn ein aktivierter Zustand der Bremse erkannt wird oder der Drosselklappenwinkel Dki größer als ein maximaler Drosselklappenwinkel Dki_max zuzüglich eines Hysteresewertes ist oder der Drosselklappenwinkel Dki kleiner als ein minimaler Drosselklappenwinkel Dki_min abzüglich eines Hysteresewertes ist.
Wenn eines dieser Abbruchkriterien in der Unterscheidungsfunktion S4 als erfüllt erkannt wird, aktiviert die Unterscheidungsfunktion S4 eine Verarbeitungsfunktion S5 zur Rückkehr in das Hauptprogramm. Wenn kein Abbruchkriterium in der Unterscheidungsfunktion S4 als erfüllt erkannt wird, wird in einer nachgeordneten Unterscheidungsfunktion S6 geprüft, ob ein vordefiniertes Endekriterium zur Beendigung der Verarbeitungsfunktion S3 zur Sollschlupfbeeinflussung beim Anfahren erfüllt ist.
Als Endekriterium dient dabei ein Signal Normalbetrieb" für die Wandlerkupplung GWK, d. h. wenn ein Übergang von dem Anfahrzustand in den normalen geregelten Zustand der Wandlerkupplung angefordert wird. Alternativ hierzu kann als Endekriterium vorgegeben werden, daß in der Unterscheidungsfunktion S6 ein Signal zur Schaltung in einen nächsten Gang erkannt werden muß.
Wenn in der Unterscheidungsfunktion S6 kein Endekriterium erkannt wird, wird in die Verarbeitungsfunktion S3 zur Sollschlupfbeeinflussung beim Anfahren zurückverzweigt. Liefert die Unterscheidungsfunktion S6 dagegen das Ergebnis, daß die vorgegebene Endebedingung(en) erfüllt ist, so wird eine Verarbeitungsfunktion S7 zur Rückkehr ins Hauptprogramm gestartet.
Bezugszeichen
Dki
Drosselklappenwinkel
Dki_gradient
Drosselklappenwinkel-Gradient
Dki_max
maximaler Drosselklappenwinkel
Dki_min
minimaler Drosselklappenwinkel
dn_soll
Sollschlupf
E_Verlust
Verlustenergiemenge
GW_1
Grenzwert
GW_2
Grenzwert
GW_3
Grenzwert
GW_4
Grenzwert
GW_5
Grenzwert
GW_6
Grenzwert
GW_7
Grenzwert
GWK
geregelte Wandlerüberbrückungskupplung
n_Mot
Motordrehzahl
n_T
Turbinendrehzahl
S1
Unterscheidungsfunktion
S2
Verarbeitungsfunktion
S3
Verarbeitungsfunktion
S4
Unterscheidungsfunktion
S5
Verarbeitungsfunktion
S6
Unterscheidungsfunktion
S7
Verarbeitungsfunktion
ϑ_Öl
Öltemperatur
T_Mot
Motordrehmoment
T_sperr_1
Sperrzeit seit einer letzen Aktivierung der Sollschlupfbeeinflussung
T_sperr_2
Sperrzeit seit einem letzten Überschreiten einer zulässigen Verlustenergiemenge

Claims (8)

  1. Verfahren zur Regelung einer Wandlerkupplung, insbesondere einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung (GWK), eines Automatgetriebes bei einem Anfahrvorgang eines Fahrzeuges mittels eines elektronischen Getriebesteuergerätes (EGS) mit Berechnungseinheit und eines elektrischen Druckstellers (EDS), dadurch gekennzeichnet, daß eine Verarbeitungsfunktion (S3) zur Schlupfbeeinflussung beim Anfahren gestartet wird, wenn in einer ersten Unterscheidungsfunktion (S1) festgestellt wird, daß ein Anfahrgang geschaltet ist und eine zusätzliche, vordefinierte Startbedingung erfüllt ist, wobei zur Schlupfbeeinflussung eigene Regelparameter und ein eigenes Sollschlupf-Kennfeld, welches die Abhängigkeit zwischen Sollschlupf (dn_soll), Turbinendrehzahl (n_T) und Motor-Drehmoment (T_Mot) bestimmt, verwendet werden und die Verarbeitungsfunktion (S3) solange abgearbeitet wird, bis in einer Unterscheidungsfunktion (S4) festgestellt wird, daß ein vorgebbares Abbruchkriterium erfüllt ist, oder in einer nachgeordneten Unterscheidungsfunktion (S6) festgestellt wird, daß ein vorgebbares Endekriterium erfüllt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterscheidungsfunktion (S1) die zusätzliche Startbedingung als erfüllt erkannt wird, wenn
    a) ein nicht-aktivierter Zustand der Bremse erkannt wird, und/oder
    b) ein Drosselklappenwinkel (Dki) größer als ein minimaler Drosselklappenwinkel (Dki_min) und kleiner als ein maximaler Drosselklappenwinkel (Dki_max) ist, und/oder
    c) eine Motordrehzahl (n_Mot) kleiner als ein Grenzwert (GW_1) ist, und/oder
    d) ein Drosselklappenwinkel-Gradient (Dki_gradient) kleiner als ein Grenzwert (GW_2) ist, und/oder
    e) ein Wert der Öltemperatur (ϑ_Öl) größer als ein minimaler Grenzwert (GW_3) ist, und/oder
    f) der Wert der Öltemperatur (ϑ_Öl) kleiner als ein maximaler Grenzwert (GW_4) ist, und/oder
    g) eine Sperrzeit (T_sperr_1) seit einer letzten Aktivierung der Verarbeitungsfunktion (S3) zur Schlupfbeeinflussung abgelaufen ist, und/oder
    h) eine Sperrzeit (T_sperr_2) seit einem letzten Überschreiten eines Grenzwertes (GW_5) für eine zulässige Verlustenergiemenge (E_verlust) abgelaufen ist, und/oder
    i) keine Höhenerkennung (x [m] über NN) festgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterscheidungsfunktion (S4) das Abbruchkriterium als erfüllt erkannt wird, wenn
    a) eine Verlustenergiemenge (E_Verlust) größer als ein vorgegebener Grenzwert (GW_6) ist, oder
    b) ein Wert der Öltemperatur (ϑ_Öl) größer als ein maximaler Grenzwert (GW_7) zuzüglich eines Hysteresewertes ist, oder
    c) ein aktivierter Zustand der Bremse erkannt wird, oder
    d) ein Drosselklappenwinkel (Dki) größer als ein maximaler Drosselklappenwinkel (Dki_max) zuzüglich eines Hysteresewertes ist, oder
    e) ein Drosselklappenwinkel (Dki) kleiner als ein minimaler Drosselklappenwinkel (Dki_min) abzüglich eines Hysteresewertes ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterscheidungsfunktion (S6) das Endekriterium als erfüllt erkannt wird, wenn
    a) ein Signal "Normalbetrieb" für die Wandlerkupplung (GWK) erkannt wird, oder
    b) ein Signal zur Schaltung in einen nächsten Gang erkannt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verarbeitungsfunktion (S2) zur Rückkehr in das Hauptprogramm gestartet wird, wenn in der Unterscheidungsfunktion (S1) festgestellt wird, daß kein Anfahrgang geschaltet ist oder die zusätzliche Startbedingung nicht erfüllt ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verarbeitungsfunktion (S5) zur Rückkehr in das Hauptprogramm gestartet wird, wenn in der Unterscheidungsfunktion (S4) festgestellt wird, daß ein Abbruchkriterium erfüllt ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß in die Verarbeitungsfunktion (S3) zur Schlupfbeeinflussung zurückverzweigt wird, wenn in der Unterscheidungsfunktion (S6) kein Endekriterium erkannt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verarbeitungsfunktion (S7) zur Rückkehr in das Hauptprogramm aktiviert wird, wenn in der Unterscheidungsfunktion (S6) ein Endekriterium als erfüllt erkannt wird.
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